计算机网络模型与网络协议的组成

分层思想

人们喜欢吃鸡蛋,但从来不会在意吃的鸡蛋是哪只鸡下下来的,所以使用网络的人群也未必就知道数据传输的整个过程。
分层思想就是将复杂问题分解为几个功能相对简单,单一的子过程
1,整个将复杂问题分解的流程更加清楚,复杂问题也就更简单化
2,更容易发现问题并提出具有针对性的解决办法

OSI七层参考模型

国际标准化组织(ISO)
1984年颁布了开放系统互连(ISO)参考模型
一个开放式体系结构,将网络分为七层:在这里插入图片描述

TCP/IP协议族组成

应用层:HTTP,FTP,TFTP,SMTP,SNMP,DNS
传输层:TCP,UDP
网络层:ICMP,IGMP,IP,ARP,RARP
而数据链路层和物理层则都是由底层网络定义的协议

ICMP:网络通信检测与信息反馈
ping:源和目标联通性的检测
tracert:检测源和目标所经过的线路及故障点。一般用来定位和调试故障。
igmp:组播
ARP:地址解析协议:已知的目标IP,未知的目标MAC

数据通信的四个元素:
1,源IP:已知
2,源MAC:已知
3,目标IP:已知
4,目标MAC:未知

RARP:反向地址解析协议:
已知的目标MAC和未知的目标IP

ARP的工作原理:

ARP指的是已知目标IP和未知目标MAC地址时用。举例:若PC1想发消息给PC2,但只知道PC2的IP,未知PC2的MAC时就会通过ARP发送广播帧给交换机,交换机接受到广播帧时无条件作广播处理,此时连接到交换机上的所有主机都可以到此广播帧,它们会比较自己的IP与目标IP是否一致
,若不一致则丢弃处理,若一致则回复消息给发送方,在回包过程中自然会加上自己的MAC和IP,当发送方接收到此数据时,查看接收方的MAC和IP地址,把它们一起放入ARP缓存表。再打一个比方:有人寄东西给你,但没有写你的名字,只写了你所住的小区,快递员送到了小区门口,但物业也不知道谁是收件人,只能在广播里呼叫,让人过来认领是一个道理。

数据封装过程

在这里插入图片描述

解封装过程如上图反方向进行

PDU协议数据单元

在这里插入图片描述

设备与层的对应关系

应用层 -计算机
传输层-防火墙
网络层-路由器(三层交换机)
数据链路层-交换机(二层)
物理层-网卡

路由器与交换机的区别

交换机是实现同一个网段的数据通信
路由器是实现不同网段的数据通信

硬件物理地址:MAC地址
数据链路层:二层交换机(同一个网段数据通信,不识别地址)
逻辑地址:IP地址
IPV4:2^32-2
IPV6:2^128-2

路径选择标准
1,子网掩码长度最长
2,路由协议中管理距离最小的
3,路径质量最好的
4,默认路由
路由器根据路由表实现路由转发

交换机根据MAC地址表实现MAC地址

传输层:1,TCP 要求安全,可靠性,传输时延长
2,UDP 要求速率高 传输时延短

传输层的协议+端口号对应应用层不同的服务
TCP+80=WEB服务
TCP+25=SMTP服务
TCP+110=POP3服务

端口范围:1-65535之间
1,公认端口范围:1-1023之间
2,注册端口范围:1024-49151之间
3,私有端口范围:49152-655352之间

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